
- •Органика теория
- •1. Состав органических веществ, их многообразие. Место органической химии в системе естественных наук. Источники органических соединений.
- •2. Формирование и основные положения теории строения органических соединений (а.М. Бутлеров, а. Кекуле, а. Купер).
- •4. Основные признаки классификации органических веществ. Основные классы органических веществ.
- •5. Номенклатура органических соединений. Основные принципы построения названий органических соединений.
- •7. Типы связей в молекулах органических соединений. Σ- и π-связи. Гибридизация, понятие о молекулярных орбиталях.
- •8. Представление о механизмах реакций. Представление о промежуточных частицах: радикалы, карбокатионы, карбанионы. Классификация реагентов: радикалы, нуклеофилы, электрофилы.
- •9. Энергетический профиль реакции; энергетический барьер реакции, энергия активации, энергия переходного состояния, тепловой эффект реакции. Кинетический и термодинамический контроль.
- •10. Кислоты и основания (Бренстед, Льюис). Сопряженные кислоты и основания. Кислотно-основные равновесия. Константа кислотной ионизации и ее показатель (рКа).
- •11. Взаимное влияние атомов в молекулах, ионах, радикалах. Электронные и пространственные эффекты в органических реакциях (индуктивный эффект, эффект поля, мезомерный эффект, гиперконьюгация).
- •13. Гомологический ряд, номенклатура, электронное строение, sp3-гибридизация и физические свойства алканов.
- •14. Химические свойства алканов. Общие представления о механизме цепных радикальных реакций замещения в алканах (на примере реакции галогенирования).
- •15. Номенклатура, структурная и пространственная изомерия, электронное строение, sp2-гибридизация и физические свойства алкенов.
- •16. Химические свойства алкенов: каталитическое гидрирование, реакции электрофильного присоединения к двойной связи алкенов, их механизмы.
- •17. Химические свойства алкенов: реакции присоединения галогенов, галогеноводородов, воды. Правило Марковникова и его объяснение.
- •18. Представление о стереохимии присоединения галогенов у алкенов. Перегруппировки карбокатионов. Реакции радикального присоединения (по Харашу).
- •20. Окислительное расщепление алкенов (восстановительный и окислительный озонолиз). Гидроборирование алкенов и использование в синтезе спиртов.
- •21. Полимеризация алкенов как важнейший метод получения высокомолекулярных соединений. Полиэтилен, полипропилен. Понятие о стереорегулярных полимерах.
- •22. Аллильное хлорирование алкенов, механизм. Аллильный радикал. Окисление алкенов кислородом воздуха (пероксидное окисление).
- •23. Номенклатура, классификация, изомерия диеновых углеводородов.
- •25. Изопреновое звено в природных соединениях. Понятие об изопреноидах. Каучук. Синтетические каучуки.
- •26. Номенклатура, электронное строение, sp-гибридизация и физические свойства алкинов.
- •27. Химические свойства алкинов: каталитическое гидрирование и восстановление натрием в жидком аммиаке, использование в синтезе (z)- и (e)-алкенов.
- •28. Химические свойства алкинов: реакции электрофильного присоединения к тройной связи – галогенирование, гидрогалогенирование, гидратация (реакция Кучерова).
- •29. Кислотность ацетилена и терминальных алкинов. Димеризация, тримеризация ацетилена. Полиацетилен.
- •30. Классификация, номенклатура, структурная изомерия и пространственное строение циклоалканов.
- •32. Классификация и номенклатура аренов. Природа связей в молекуле бензола. Конденсированные ароматические углеводороды: нафталин, антрацен, фенантрен, бензпирен.
- •33. Ароматичность, критерии ароматичности. Правило Хюккеля.
- •35. Влияние заместителей в бензольном кольце на изомерный состав продуктов и скорость реакции. Активирующие и дезактивирующие заместители. Орто-, пара- и мета-ориентанты.
- •36. Реакции радикального замещения и окисления в боковой цепи. Причины устойчивости бензильных радикалов.
- •37. Классификация, номенклатура, изомерия галогенуглеводородов.
- •40. Литий- и магнийорганические соединения и их использование в органическом синтезе.
- •41. Биологическое действие галогенпроизводных, их применение в народном хозяйстве. Хлороформ, иодоформ, перфторуглеводороды, перфторполиэтилен (тефлон). Инсектициды.
- •42. Одноатомные спирты. Номенклатура, изомерия. Электронное строение. Физические свойства спиртов, роль водородной связи.
- •43. Химические свойства спиртов: кислотно-основные свойства. Алкоголяты металлов, их основные и нуклеофильные свойства.
- •44. Реакции нуклеофильного замещения с участием спиртов. Биологически важные реакции нуклеофильного замещения с участием эфиров фосфорных кислот.
- •45. Внутри- и межмолекулярная дегидратация спиртов (образование алкенов и простых эфиров). Окисление первичных и вторичных спиртов.
- •47. Фенолы. Номенклатура и изомерия. Простейшие представители: фенол, крезолы, пирокатехин, резорцин, гидрохинон, флороглюцин, пирогаллол. Электронное строение фенола. Кислотность фенолов.
- •48. Образование простых и сложных эфиров фенолов. Реакции электрофильного замещения в ряду фенолов (галогенирование, сульфирование, нитрование, алкилирование).
- •49. Карбоксилирование фенолятов щелочных металлов (реакция Кольбе). Окисление фенолов.
- •50. Хиноны и их биологическая роль. Фенольные соединения в природе. Витамин е. Флавоноиды.
- •51. Простые эфиры. Номенклатура, классификация. Расщепление кислотами. Образование гидропероксидов, их обнаружение и разложение. Циклические простые эфиры. Тетрагидрофуран. 1,4-Диоксан.
- •52. Оксираны: получение, взаимодействие с водой, аммиаком и аминами, магнийорганическими соединениями. Краун-эфиры: комплексообразование с ионами металлов, применение.
- •53. Кислотность тиолов. Нуклеофильные свойства тиолов, тиолятов и органических сульфидов. Окисление тиолов. Образование дисульфидов и их роль в биохимических процессах.
- •54. Классификация, номенклатура и изомерия аминов. Алифатические и ароматические амины, первичные, вторичные и третичные амины.
- •57. Классификация, номенклатура и изомерия карбонильных соединений.
- •58. Строение карбонильной группы в альдегидах и кетонах и реакции нуклеофильного присоединения (реактивами Гриньяра, циановодородом). Механизм реакций.
- •59. Реакции карбонильных соединений с гетеронуклеофилами: присоединение воды и спиртов, образование ацеталей. Реакции карбонильных соединений с аммиаком, аминами.
- •60. Реакции енольных форм карбонильных соединений: α-галогенирование, галоформное расщепление, изотопный обмен водорода. Альдольно-кротоновая конденсация, кислотный и основный катализ.
- •61. Взаимодействие неенолизирующихся альдегидов со щелочами (реакция Канниццаро). Реакции окисления и восстановления карбонильных соединений.
- •62. Монокарбоновые кислоты. Номенклатура. Строение карбоксильной группы и карбоксилат-иона. Кислотность карбоновых кислот.
- •63. Производные карбоновых кислот: сложные эфиры и тиоэфиры (s-эфиры карбоновых кислот), галогенангидриды, ангидриды, амиды, нитрилы, их получение и взаимопревращения.
- •64. Кислотный и щелочной гидролиз сложных эфиров и амидов.
- •65. Реакции ацилирования, этерификации, аминирования и восстановления карбоновых кислот и их производных.
- •66. Жирные кислоты, важнейшие представители (пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая, линоленовая). Жиры, сложные липиды (фосфатидовая кислота и ее производные), мыла.
- •67. Ненасыщенные карбоновые кислоты: акриловая, метакриловая, полимеры на их основе.
- •68. Дикарбоновые кислоты. Основные представители: щавелевая, малоновая, адипиновая, фталевые кислоты. Фумаровая и малеиновая кислоты. Полиэфирные волокна на основе терефталевой и адипиновой кислот.
- •69. Классификация углеводов. Биологическая роль и распространенность углеводов.
- •72. Дисахариды и их типы (восстанавливающие и невосстанавливающие). Сахароза, лактоза, мальтоза, целлобиоза.
- •73. Полисахариды (крахмал, целлюлоза, хитин, гликоген).
- •75. Классификация аминокислот. Основные представители природных α-аминокислот, их стереохимия.
- •76. Свойства аминокислот: амфотерность, изоэлектрическая точка. Реакции по карбоксильной и аминогруппе. Отношение к нагреванию.
- •77. Пептидная связь. Синтез пептидов: активация и защита функциональных групп аминокислот. Белки, их строение и биологическая роль
- •79. Шестичленные гетероциклы с одним гетероатомом: пиридин, хинолин, изохинолин. Ароматичность пиридина и особенности проведения реакций электрофильного замещения. Пиридин как основание.
51. Простые эфиры. Номенклатура, классификация. Расщепление кислотами. Образование гидропероксидов, их обнаружение и разложение. Циклические простые эфиры. Тетрагидрофуран. 1,4-Диоксан.
Ответ.
Простыми
эфирами
называют органические соединения общей
формулы R–O–R'. Их также можно рассматривать
как производные спиртов, енолов и
фенолов, образующихся в результате
замещения атома водорода гидроксильной
группы углеводородным остатком. Радикалы
в простых эфирах могут быть одинаковыми
(симметричные эфиры) или разными
(несимметричные, или смешанные эфиры).
Простые эфиры могут иметь и циклическое
строение. В циклических эфирах один или
более атомов кислорода входят в состав
цикла. Макроциклические полиэфиры общей
формулы
,
где n = 4…20, называют краун-эфирами.
Названия
простых эфиров по радикало-функциональной
номенклатуре обычно образуют из названий
углеводородных радикалов R и R´ (в
алфавитном порядке), суффикса -овый и
слова эфир. В заместительной номенклатуре
IUPAC простые эфиры рассматривают как
производные углеводородов, в которых
один из атомов водорода замещен
R-оксигруппой (RO—). За родоначальную
структуру принимается более сложный
по структуре радикал:
Циклические
эфиры чаще рассматривают как
гетероциклические соединения и для
составления их названий применяют
тривиальную и систематическую
номенклатуру. В названиях краун-эфиров
цифра в квадратных скобках указывает
общее количество атомов в макроцикле,
а другая цифра — количество атомов
кислорода. Изомерия
простых эфиров обусловлена изомерией
радикалов, связанных с атомом кислорода:
В
химическом отношении простые эфиры
являются весьма инертными веществами.
они не реагируют с разведенными
минеральными кислотами и щелочами на
холоде. Простые эфиры проявляют слабые
основные свойства за счет наличия на
атоме кислорода неподеленных пар
электронов. Они подвергаются расщеплению
под действием йодоводородной и
концентрированной серной кислот.
Реакционная способность виниловых и
ариловых эфиров обусловлена природой
углеводородного радикала. Реакцию
расщепления органических соединений
под действием кислот называют ацидолиз.
Концентрированные кислоты (HI, HBr, H2SO4)
уже при комнатной температуре расщепляют
простые эфиры. В реакции с йодоводородной
кислотой при эквимолярном соотношении
реагентов образуются галогенуглеводород
и спирт, в избытке кислоты — только
галогенуглеводороды.
В несимметричных эфирах нуклеофильной
атаке преимущественно подвергается
наиболее стерически доступный радикал.
Реакция протекает по механизму SN2. При
взаимодействии эквимолярных количеств
галогеноводородной кислоты и диалкиловых
эфиров, в составе которых один радикал
первичный, а другой — третичный, аллильный
или бензильный, образуется первичный
спирт. Реакция протекает по механизму
SN1. Расщепление простых эфиров под
действием концентрированной серной
кислоты приводит к образованию сложных
эфиров серной кислоты:
Простые
эфиры окисляются под действием кислорода
воздуха с образованием взрывоопасных
гидропероксидов
R—O—он и пероксидов R—O—O—R. Поэтому
перегонку эфиров нельзя вести досуха
из-за опасности взрыва. для разрушения
пероксидов эфир обрабатывают
восстановителем, разрушающим пероксид.
Хранят свободные от пероксидов эфиры
над металлическим натрием или кальция
гидридом. Проверка на присутствие:
Кроме
свободно-радикального пути расщепления,
алкилароматические гидропероксиды
способны к распаду под влиянием кислотных
и щелочных катализаторов. В присутствии
уже небольшого количества сильной
кислоты (например, 0,1 % H2SO4) гидропероксиды
распадаются с образованием фенолов и
карбонильных соединений. Тетрагидрофуран
— органическое химическое вещество,
циклический простой эфир. Бесцветная
легколетучая жидкость с характерным
«эфирным» запахом. Важный апротонный
растворитель. Широко применяется в
органическом синтезе. Химическая
формула: C4H8O. Используют как растворитель,
например для поливинилхлорида, в
лабораторной практике — вместо этилового
эфира при получении магнийорганических
соединений (в частности, винилмагнийбромида).
Продукты гомо- и сополимеризации
тетрагидрофурана — сырьё для получения
уретановых каучуков. Из ТГФ синтезируют
гамма-бутиролактон (по этой причине ТГФ
включён в Таблицу III списка IV прекурсоров).
Кроме того, используется как
противокристаллизационная присадка к
авиационным и ракетным топливам. Диоксан
— циклическое химическое соединение
с формулой C4H8O2. Традиционно под диоксаном
понимается 1,4-диоксан (диэтилендиоксид),
циклический простой эфир. Диоксан
применяется в органической химии в
качестве полярного апротонного
растворителя. В основном используется
как стабилизатор 1,1,1-трихлорэтана. Имеет
сладковатый запах, схожий с запахом
диэтилового эфира. Диоксан — побочный
продукт этоксилирования в производстве
поверхностно-активных веществ, например,
натрий лауретсульфата, этоксилированных
спиртов и др.